人工全膝关节置换术对患者躯体平衡性影响的研究

米尔阿里木·木尔提扎，赵巍，王利，袁宏

(新疆自治区人民医院骨科中心关节外科，新疆 乌鲁木齐 830001)

人工全膝关节置换术对患者躯体平衡性影响的研究

米尔阿里木·木尔提扎，赵巍，王利，袁宏*

(新疆自治区人民医院骨科中心关节外科，新疆 乌鲁木齐 830001)

目的 研究人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)对膝关节骨关节炎(osteoarthritis，OA)患者躯体平衡性的影响，并探讨患者维持躯体平衡性的变化与术后膝关节恢复情况是否存在相关性。方法 对2011年1月至2013年12月在我院关节外科接受单侧TKA术的膝OA患者21 例(右侧12 例，左侧9 例)进行站立平衡试验，用重心测量仪连续测出躯体重心位置(gravity center position，GCP)。对GCP在单位时间内横轴方向偏移(medio-lateral displacement，ML-X range)，纵轴方向的偏移(antero-posterior displacement，AP-Y range)以及重心位置GCP漂移轨迹(locus of GCP，LG)进行量化并分析GCP在ML-X range，AP-Y range以及LG变化程度跟术后患者膝关节恢复情况之间进行相关性分析。结果 患者TKA后GCP在横轴水平上的单位时间内平均位置由初始位置逐渐向术侧方向转移，且其转移程度和LG变化程度均跟同一随访期的膝关节恢复情况呈线性相关，而GCP在纵轴方向的偏移跟术后恢复情况无明显相关性。结论 TKA术后患者维持躯体平衡能力逐渐提高，且躯体平衡性的提高跟同期的患者膝关节功能恢复呈线性相关。

人工全膝关节置换术；重心位置；躯体平衡性

膝关节是人体主要负重关节。膝关节骨关节炎(osteoarthritis，OA)疾病往往影响到患者站立时躯体平衡性，也是增加患者摔伤概率的重要原因[1-2]。随着年龄的增大，人体维持躯体平衡性的能力逐渐减退，其主要表现为患者出现站立不稳及逐渐增强的躯体摇摆姿势等[3]。而膝关节OA患者跟同年龄段的人群相比，维持躯体平衡性能力减退更为显著[4]。面对目前社会老龄化，以及老年人群中骨质疏松症日益普遍，膝关节OA对老年患者的危害性必须引起足够的重视。人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)已成为一项治疗终末期膝关节疾病的重要手段。TKA能够有效地缓解或消除患者膝关节疼痛，恢复膝关节功能以及患者躯体平衡性[3]。目前众多研究以TKA后关节活动功能和膝关节假体长期存活率作为判断手术是否成功的主要标准，而尚无研究详细指出TKA对患者维持躯体平衡性能力的影响。故本研究中我们在术前、术后3个月、术后6个月对患者术侧膝关节进行美国特种外科医院(the hospital special surgery，HSS)评分，并用重心测量仪对患者进行站立平衡试验，分析出患者在术后躯体平衡性的变化以及探讨这种变化与术后关节功能恢复之间的关系。

1 资料与方法

选取自2011年1月至2013年12月在我院关节外科接受TKA的符合纳入标准的21 例患者，将患者按术侧分右膝组和左膝组。患者一般情况见(见表1)。本研究纳入标准为：所有患者均为单侧膝关节骨关节炎，对侧膝关节无明显异常的患者；排除标准为：膝关节重度外翻或内翻畸形超过15°，患有神经系统性或严重的内科基础性疾病、神经肌肉性疾病、类风湿病，术侧下肢接受过手术治疗，双下肢不等长，随访期间服用影响躯体平衡性及视力药物的患者。所有手术均由我科同一组医师完成，均采用膝关节正中标准切口，手术操作尽可能按统一标准来完成，术中选用的假体均为PFC-RP类型(骨水泥型，不保留后交叉韧带型假体)。术后患者均接受统一的围手术期康复治疗，其中包括连续被动运动，主动或辅助下进行增大关节活动度(range of motion，ROM)锻炼以及步态训练等一系列专业康复训练。患者出院后，在家继续康复锻炼并定期跟康复医师联系，对康复治疗方案进行相应的调整。患者在术前、术后3个月、术后6个月时根据HSS评分标准对术侧膝关节进行评估，同时用躯体重心测量仪对患者进行测定。

表1 两组患者术前一般情况比较

本研究中通过重心测量仪对患者GCP进行测定，并通过相关软件进行处理。让患者在重心测量仪上站立1 min并让患者注视前方5 m远处固定目标物，在测量时间内确保无外物进入患者视线干扰，每2秒进行一次GCP测定，连续记录1 min内的GCP位置，分别对GCP在单位时间内ML-X range，AP-Y range以及LG进行量化分析。单位时间内LG能够表示由人本体感受性反射控制的维持躯体平衡性能力[5-6]。若在进行上述试验的过程中，患者在规定的时间内无法站立平稳或要求停顿时该次操作视为无效，进行重新测取。

本研究通过我院伦理委员会审批通过，且参与本研究的所有患者在纳入到本研究之前均给予详细解释，并签署研究知情同意书。利用SPSS 17.0统计学软件进行处理本研究有关的数据。两组之间术前、术后3个月、术后6个月时的相关变量进行独立t检验，而同组之内的相关变量进行配对t检验，对以上相关变量之间关系进行Pearson′s相关性分析。本研究有关GCP数据均取自图中平移距离，以图中单元格为计量单位(见图1～2)，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

本研究中两组患者年龄、身高、体重、体重指数及术前术侧膝关节HSS评分之间的差异均无统计学意义(P>0.05)(见表1)。所有参与研究的患者术侧膝关节HSS评分较术前明显好转，且差异有统计学意义(见表2)。

1，2，3—右膝组；4，5，6—左膝组

术前同组内患者GCP在单位时间内ML-X range的平均值之间的差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者在术后3个月和术后6个月时，GCP在ML-X range的单位时间内的平均位置均由初始位置逐渐向术侧方向转移，跟术前时平均位置比较其转移差异均有统计学意义(P<0.01)(见表3及图1)。分别对术后3个月、术后6个月GCP在ML-X rang平均位置较其术前位置转移程度进行分析，两组之间转移差异均无统计学意义(P>0.05)。进行Pearson′s分析可知，术后3个月和术后6个月时的转移程度跟同一随访时期的术侧膝关节HSS评分变化程度在0.01水平下呈显著相关，相关系数r为分别为0.629，0.478。

两组患者术前单位时间内GCP在AP-Y range平均值之间的差异无统计学意义(P>0.05)。术后3个月、术后6个月患者GCP在纵轴方向上的平均位置较术前时的比较，其差异均有统计学意义(P<0.05)(见表4)。而这种差异性跟患者膝关节恢复情况无明显的相关性。

两组患者之间分别在术前、术后3个月以及术后6个月时的LG水平的差异均无统计学意义(P>0.05)。随着术后膝关节进一步恢复，两组中LG逐渐变小，与术前时的LG水平比较差异均有统计学意义(P<0.05)。进行Pearson′s分析可知，术后3个月和术后6个月时其变化程度跟同一随访时期的术侧膝关节HSS评分变化程度在0.01水平下呈显著相关，相关系数分别为0.709及0.496(见表5及图2)。

表2 术前、术后3个月、术后6个月时的HSS评分变化分)

表3 两组GCP在横轴方向上的偏移比较(ML-X range)

表4 两组在GCP纵轴方向上的偏移比较(AP-Y range)

3 讨 论

随着患者术后关节功能进一步恢复，我们可以推测患者术后术侧膝关节负重量逐渐增大，而对侧膝关节负重量逐渐减少，随着患侧膝关节疼痛的逐渐减轻，患者逐步恢复躯体的平衡。我们通过本研究得出，随着患者膝关节功能恢复，GCP由初始位置逐渐向术侧方向转移，且患者TKA后维持躯体平衡性能力逐渐得到改善。

表5 两组在GCP的漂移轨迹比较

患者膝关节疼痛、下肢肌力减弱及本体感觉减退均是影响躯体稳定性的主要因素。相关研究指出，膝OA患者与同性别和同年龄段的人群相比，股四头肌力及膝关节本体感逐渐减弱较明显而躯体不稳定性更显著[7]。随着膝OA的进展，膝关节腔及关节周围组织中的感受器数量减少，导致患者膝关节本体感觉减退，从而影响患者躯体平衡性[7-9]。TKA治疗目的在于长期缓解或消除关节疼痛，恢复关节功能从而改善患者生活质量。然而，关于TKA对患者本体感觉及躯体平衡性的影响存在较多的争议。有些学者报道TKA能够帮助改善或重建本体感觉，从而改善患者维持躯体平衡性[10-11]；相反有报道指出，经TKA后患者本体感觉及躯体稳定性未得到有效的改善[12-14]。本研究中，21 例患者术后LG均较术前明显变小，表明术后患者躯体平衡性经TKA后逐渐好转，且LG变化程度跟同期的HSS评分变化程度呈线性相关。同时研究发现，术后坚持进行相关本体功能恢复锻炼的患者术后站立时躯体平衡性较未坚持锻炼的患者改善更明显。我们这一结论与Gstoettner等[15]报道中的观点相符。故通过这点，我们可以认为TKA术后有必要进行专门的本体感觉恢复锻炼以进一步促进患者恢复。

本研究存在的不足之处有：首先研究样本量相对较少，本研究中我们只分析出21 例符合本研究纳入标准的患者；其次研究方案较为简略，因患者前庭神经、视线以及认知能力等因素均能够影响到患者本体感觉，从而影响到患者维持躯体平衡性能力，研究未能够像类似研究中一样分别对患者在闭眼和睁眼时进行测量[6]，这样有关本体感觉的分析对患者术后躯体稳定性的可能更为准确；最后，未能对患者术前特点进行更详细的分类并进行分析，如术前不同内外翻程度、患者病程长短、对侧膝关节基本情况及其本体感觉等因素。同时本研究中未对患者在不同时期体重是否有变化及体重变化对患者躯体中心是否产生相应影响做出更深度地分析。我们这项研究优势在于所有的患者严格按照统一入选标准进行筛选，所有患者手术、术后康复及术后随访工作均由我科同一组医师来完成，术前及术后评估均采用统一评价系统来进行。本研究所有被入选的患者均无其他严重的合并症，本研究所有被入选的患者均无其他严重的合并症，故未影响到患者在TKA术后进行相应的康复锻炼并定期进行随访。

a 术 前 b 术后3个月 c 术后6个月

图2 1 例右膝组患者的GCP漂移轨迹图

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[15]Gstoettner M，Raschner C，Dirnberger E，etal.Preoperative pro-prioceptive training in patients with total knee arthroplasty[J].Knee，2011，18(4)：265-270.

更 正

刊登于我刊2015年第21卷第3期252页的《甲板原位覆盖治疗甲床损伤疗效分析》和2015年第21卷第6期509页的《足舟状骨骨折的手术疗效分析》，第一作者皆为王金锋，作者简介的出生年应为1979年，特此说明。

The Influence of Total Knee Arthroplasty on Body Balance of Knee Osteoarthritis Patients

Mieralimu Muertizha1，Zhao Wei2，Wang Li2，etal

(Department of Joine Surgery，Orthopaedic Center，People′s Hospital of Xinjiang，Urumqi 830001，China)

Objective To assess the body balance changes induced by the total knee arthroplasty procedure in knee osteoarthritis patient′s postural control(OA)，and explore the relationship between changing of body balance and recover of the knee′s function.Methods Twenty-one patients with single osteoarthritis knee who underwent TKA at our department from January 2011 to December 2013 were analyzed(12 consecutive patients underwent right TKA，and 9 consecutive patients underwent left TKA).The measurements were performed using the corresponding instrument and three consecutive double-limb standing balance trials were complated.The Medio-lateral，antero-posterior displacements and Locus length of GCP(LG)in unit-time were analyed.Correlation analysis between changing degree of them and degree of changing HSS score were analyzed.Results The mean GCP in the medio-lateral direction shifted to the operative side in both groups after surgery.There was a direct linear relationship between shifting degree of GCP in the medio-lateral direction and degree of changing HSS score at the same period after the surgery.There was a poor relationship between shifting degree of GCP in the antero-posterior direction and degree of changing HSS score.Conclusion The body balance of patients can be significantly improved after TKA.There is a direct linear relationship between improving degree of body balance in the medio-lateral direction and degree of changing HSS score at the same period after the surgery.

total knee arthroplasty；gravity center position；body balance

1008-5572(2015)07-0610-04

R687.4+2

B

2014-06-05

米尔阿里木·木尔提扎(1988- )，男，研究生在读，新疆自治区人民医院骨科中心关节外科，830001。

*本文通讯作者：袁宏